(57)【要約】【課題】 移動体の移動速度を向上させることのできるアクチュエータを提供する。【解決手段】伝達部材３１の接合面３１ｂに「接着剤溜め」となる凹部３１ｄを形成する。伝達部材３１と電気機械エネルギー変換素子３２の接合面３１ｂにおいて、凹部３１ｄの部分は接着剤３４が厚く存在することになり、それ以外の部分では接着剤３４は薄く存在するか、或いは全く存在しなくなる。これにより、電気機械エネルギー変換素子３２の機械振動を効率的に伝達部材３１に伝えることを可能にしている。従って、本発明のアクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子３２の機械的変位に対する、移動体の移動反応速度を向上させることができる。【選択図】図１
2006141172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧の印加および除去を行うことによって変形する電気機械エネルギー変換素子と、前記電気機械エネルギー変換素子が接合されて前記変形に伴う運動が伝達される伝達部材と、前記伝達部材に支持された移動体とを有し、
前記伝達部材を前記移動体の移動方向の正方向と逆方向に異なる速度で振動させることにより前記移動体を前記移動方向に移動させるアクチュエータにおいて、
前記伝達部材の前記電気機械エネルギー変換素子との接合面には凹部および凸部が形成されており、前記凹部に前記接着剤が充填されて前記伝達部材と前記電気機械エネルギー変換素子が接合されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記伝達部材の前記接合面に形成された前記凸部が前記電気機械エネルギー変換素子上に直接接触している請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記伝達部材は筒状体であり、この筒状体の内周面に前記移動体が支持されているものであって、前記凸部が前記内周面の周囲を取り囲んでいる請求項１または２記載のアクチュエータ。 
【請求項４】
前記電気機械エネルギー変換素子の前記伝達部材との対向面の幅寸法が、前記伝達部材の前記接合面の幅寸法よりも大きい請求項１ないし３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記電気機械エネルギー変換素子の前記伝達部材との対向面の反対側の面は固定部材に固定されており、前記固定部材の前記電気機械エネルギー変換素子との接合部には凹部が形成され、前記凹部に前記接着剤が充填されて前記固定部材と前記電気機械エネルギー変換素子が接合されている請求項１ないし４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記固定部材の前記接合部の一部分が前記電気機械エネルギー変換素子上に直接接触している請求項５記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機機械エネルギー変換素子の伸縮を利用して移動体に駆動力を与えるアクチュエータに係り、特に移動体の反応速度が高いアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は従来のアクチュエータを示す斜視図である。このアクチュエータは、例えばセラミックス材料などで形成される伝達部材１１と、この伝達部材１１に接合された電気機械エネルギー変換素子１２と、例えば金属材料などで形成される移動体１３とを有して構成されている。
【０００３】
図１１に示すように、伝達部材１１は内周面２０を有する中空状の円形筒体として構成されている。内周面２０の直径寸法はＤ１で形成されている。図１１に示す実施形態では、内周面２０は、伝達部材１１の前端面１１ａから延びて後端面１１ｂまで連続して形成されている。後端面１１ｂが電気機械エネルギー変換素子１２の前端面（対向面）１２ａと接着剤２１を介して接合されている。電気機械エネルギー変換素子１２の後端面１２ｂが、接着剤２２を介して固定部材２３の表面２３ａに接合されて固定されている。
【０００４】
電気機械エネルギー変換素子１２には図示しない電気導体が接続されており、この電気導体を介して電圧を印加および除去を行うと、これに伴って変形する。伝達部材１１に形成された内周面２０の長手方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）における長さ寸法が伸縮変形する。この電気機械エネルギー変換素子１２の変形に伴う伸縮運動が、伝達部材１１に伝達される。電気機械エネルギー変換素子１２としては、圧電素子などが使用される。
【０００５】
移動体１３は円柱形状に構成されており、直径寸法Ｄ２は、内周面２０の直径寸法Ｄ１よりも若干小さい寸法である。移動体１３は、一部が内周面２０内に挿入されている。そして、内周面２０と移動体１３の表面１３ｃとの間で静止摩擦力が生じている。
【０００６】
以下に、図１２および図１０を用いてアクチュエータ１０の駆動動作について説明する。
【０００７】
まず、図１２（ａ）に示す状態では、移動体１３の前端面１３ａが、固定部材２３の表面２３ａから間隔Ｌ１０だけ離れて位置している。また、このとき、表面２３ａから伝達部材１１の前端面１１ａまでの間隔はＬ２０である。移動体１３の前端面１３ａから伝達部材１１の前端面１１ａまでの間隔はＬ３０である。電気機械エネルギー変換素子１２の長手方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）における長さ寸法はＬ４０である。固定部材２３の表面２３ａを基準位置とし、また図１２（ａ）に示す状態を基準状態とする。また、この基準状態での電気機械エネルギー変換素子１２を変形前状態とする。この基準状態では、図１０（ａ）のＮｏ．１に示すように、電気機械エネルギー変換素子１２に印加される印加電圧がゼロとなっている。
【０００８】
次に図１０（ｂ）のＮｏ．２に示すように、電気機械エネルギー変換素子１２に対して電圧を急激に印加すると、図１２（ｂ）に示すように、電気機械エネルギー変換素子１２が内周面２０の長手方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）に、後記する図１２（ｃ）における動作時の電気機械エネルギー変換素子１２の短縮変形速度よりも早い変形速度で急激に伸長変形し、長手方向における長さ寸法がＬ４０からＬ４１へと伸長する。このときの電気機械エネルギー変換素子１２を変形後状態とする。この電気機械エネルギー変換素子１２の急激な伸長変形に伴って、電気機械エネルギー変換素子１２に固定された伝達部材１１も固定部材２３から離れる方向（図示Ｙ１方向）に移動して、表面２３ａから伝達部材１１の前端面１１ａまでの間隔は、Ｌ２０からＬ２１へと変化する。しかし、移動体１３は移動せずに、前端面１３ａが図１２（ａ）に示す基準状態の時と同じ位置に留まったままである。したがって、移動体１３の前端面１３ａが、固定部材２３の表面２３ａから間隔Ｌ１０だけ離れて位置している。また、移動体１３の前端面１３ａから伝達部材１１の前端面１１ａまでの間隔は、Ｌ３０からＬ３１へと短縮させられる。これは、電圧印加が急激なため、電気機械エネルギー変換素子１２の伸長変形も急激になされて、伝達部材１１の移動も急激に行われるため、伝達部材１１の内周面２０と移動体１３の表面１３ｃとの間に生じている静止摩擦力に打ち勝って、伝達部材１１のみが、移動体１３の前端面１３ａ方向に移動させられるためである。
【０００９】
次に図１０（ｃ）のＮｏ．３に示すように、電気機械エネルギー変換素子１２に印加した電圧を徐々に緩やかに減少させると、図１２（ｃ）に示すように、電気機械エネルギー変換素子１２が内周面２０の長手方向に短縮変形し、この長手方向における長さ寸法Ｌ４１が、変形後状態の長さ寸法Ｌ４１から、変形前状態と同じ長さ寸法Ｌ４０に戻る。この電気機械エネルギー変換素子１２の短縮変形に伴って、電気機械エネルギー変換素子１２に固定された伝達部材１１も電気機械エネルギー変換素子１２方向（図示Ｙ２方向）に移動して、表面２３ａから伝達部材１１の前端面１１ａまでの間隔が、Ｌ２１から基準状態と同じＬ２０へと変化する。このとき、印加電圧の除去が徐々に緩やかに行われるため、電気機械エネルギー変換素子１２の短縮変形も徐々に、図１２（ｂ）における動作時の電気機械エネルギー変換素子１２の伸長変形速度よりも遅い変形速度で緩やかになされる。したがって、伝達部材１１の移動も徐々に緩やかに行われるため、伝達部材１１と移動体１３の表面１３ｃとの間に生じている静止摩擦力によって、移動体１３が、伝達部材１１とともに固定部材２３の方向に移動させられる。なお、このとき、移動体１３の表面１３ｃと伝達部材１１との間には静止摩擦力が生じているため、移動体１３と伝達部材１１との相対位置は変化せず、移動体１３の前端面１３ａと伝達部材１１の前端面１１ａとの間隔は、図１２（ｂ）に示す状態と同じＬ３１のままである。このように、移動体１３が、伝達部材１１とともに固定部材２３の方向へ移動するため、移動体１３の前端面１３ａと表面２３ａとの間隔がＬ１０からＬ１１に短縮させられる。
【００１０】
これらの行程を繰り返すことにより、移動体１３を図示Ｙ２方向に移動させることができる。
【００１１】
このようなアクチュエータと動作が類似するアクチュエータは特許文献１（特開２００２−１４２４７０号公報）に記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１４２４７０号公報（第４頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図１１に示される従来のアクチュエータでは、電気機械エネルギー変換素子１２と伝達部材１１が接着剤２１によって接合されている。また電気機械エネルギー変換素子１２と固定部材２３が接着剤２２によって接合されている。
【００１３】
この接着剤２１、２２は有機樹脂材料からなるものであり、電気機械エネルギー変換素子１２の機械振動の伝達を緩衝する作用を有するので、伝達部材１２への機械的変位の伝達効率が低下し、反応速度が低下するという問題が生じていた。
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、電気機械エネルギー変換素子と伝達部材の接合面の構造を工夫することにより、移動体の反応速度の向上を図ることのできるアクチュエータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、電圧の印加および除去を行うことによって変形する電気機械エネルギー変換素子と、前記電気機械エネルギー変換素子が接合されて前記変形に伴う運動が伝達される伝達部材と、前記伝達部材に支持された移動体とを有し、
前記伝達部材を前記移動体の移動方向の正方向と逆方向に異なる速度で振動させることにより前記移動体を前記移動方向に移動させるアクチュエータにおいて前記伝達部材の前記電気機械エネルギー変換素子との接合面には凹部および凸部が形成されており、前記凹部に前記接着剤が充填されて前記伝達部材と前記電気機械エネルギー変換素子が接合されていることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明のアクチュエータでは、前記伝達部材の前記接合面に「接着剤溜め」となる前記凹部が形成されている。すなわち、前記伝達部材と前記電気機械エネルギー変換素子の接合面において、前記凹部の部分は接着剤が厚く存在することになり、それ以外の部分では接着剤は薄く存在するか、或いは全く存在しない。
【００１６】
このように、本発明では前記凹部の部分に接着剤を厚く充填することで、前記伝達部材と前記電気機械エネルギー変換素子の接着強度を確保し、それ以外の部分の接着剤の厚さを薄くして前記電気機械エネルギー変換素子の機械振動を効率的に前記伝達部材に伝えることを可能にしている。従って、本発明のアクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子の機械的変位に対する、前記移動体の移動反応速度を向上させることができる。
【００１７】
前記移動体の移動反応速度を向上させるために、本発明では、前記伝達部材の前記電気機械エネルギー変換素子との接合面に形成された前記凸部が前記電気機械エネルギー変換素子上に直接接触していることが好ましい。
【００１８】
前記伝達部材が筒状体であり、この筒状体の内周面に前記移動体が摩擦力によって支持されているものであるときには、前記凸部が前記内周面の周囲を取り囲んでいると、前記凸部が前記伝達部材と前記電気機械エネルギー変換素子を接合する接着剤をせき止め、前記接着剤が前記筒状体の内周面にはみ出すことを防ぐことができるので好ましい。
【００１９】
なお、前記電気機械エネルギー変換素子の前記伝達部材との対向面の幅寸法が、前記伝達部材の前記接合面の幅寸法よりも大きく形成されていると、接着剤を前記伝達部材の外周面と前記電気機械エネルギー変換素子の上面に充填することが可能になり、接着固定強度がさらに向上するので好ましい。
【００２０】
さらに、本発明では、前記電気機械エネルギー変換素子の前記伝達部材との対向面の反対側の面は固定部材に固定されており、前記固定部材の前記電気機械エネルギー変換素子との接合部には凹部が形成され、前記凹部に前記接着剤が充填されて前記固定部材と前記電気機械エネルギー変換素子が接合されていることが好ましい。
【００２１】
本発明では前記凹部の部分に接着剤を厚く充填することで、前記固定部材と前記電気機械エネルギー変換素子の接着強度を確保し、それ以外の部分の接着剤の厚さを薄くすることができる。これにより、前記電気機械エネルギー変換素子の機械振動を効率的に前記伝達部材に伝えることが可能になる。従って、本発明のアクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子の機械的変位に対する、前記移動体の移動反応速度を向上させることができる。
【００２２】
さらに、前記移動体の移動反応速度を向上させるために、前記固定部材の前記接合部の一部分が前記電気機械エネルギー変換素子に直接接触していることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、前記伝達部材の前記接合面に「接着剤溜め」となる前記凹部が形成されている。すなわち、前記伝達部材と前記電気機械エネルギー変換素子の接合面において、前記凹部の部分は接着剤が厚く存在することになり、それ以外の部分では接着剤は薄く存在するか、或いは全く存在しない。
【００２４】
このように、本発明では前記凹部の部分に接着剤を厚く充填することで、前記伝達部材と前記電気機械エネルギー変換素子の接着強度を確保し、それ以外の部分の接着剤の厚さを薄くして前記電気機械エネルギー変換素子の機械振動を効率的に前記伝達部材に伝えることを可能にしている。従って、本発明のアクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子の機械的変位に対する、前記移動体の移動反応速度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の第１の実施の形態のアクチュエータを示す斜視図である。このアクチュエータは、例えばセラミックス材料などで形成される伝達部材３１と、この伝達部材３１に接合された電気機械エネルギー変換素子３２と、例えば金属材料などで形成される移動体３６とを有して構成されている。
【００２６】
図１に示すように、伝達部材３１は内周面３１ｃを有する中空状の円形筒体として構成されている。内周面３１ｃの直径寸法はＤ１で形成されている。図１に示す実施形態では、内周面３１ｃは、伝達部材３１の前端面３１ａから延びて接合面３１ｂまで連続して形成されている。接合面３１ｂが電気機械エネルギー変換素子３２の前端面（対向面）３２ａと接着剤３４を介して接合されている。電気機械エネルギー変換素子３２の後端面（対向面と反対側の面）３２ｂは、接着剤３４を介して固定部材３３の接合部３３ａに接合されて固定されている。
【００２７】
電気機械エネルギー変換素子３２には図示しない電気導体が接続されており、この電気導体を介して電圧の印加および除去を行うと、これに伴って変形する。図１に示す実施形態では、伝達部材３１に形成された内周面３１ｃの長手方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）における、電気機械エネルギー変換素子３２の長さ寸法が伸縮変形する。この電気機械エネルギー変換素子３２の変形に伴う伸縮運動が、伝達部材３１に伝達される。電気機械エネルギー変換素子３２としては、圧電素子、電歪素子、あるいは磁歪素子などを使用することができる。
【００２８】
移動体３６は円柱形状に構成されており、直径寸法Ｄ２は、内周面３１ｃの直径寸法Ｄ１よりも若干小さい寸法である。移動体３６は、一部が内周面３１ｃ内に挿入されている。そして、内周面３１ｃと移動体３６の表面３６ｃとの間で静止摩擦力が生じている。
【００２９】
本実施の形態の特徴部分について説明する。
伝達部材３１の電気機械エネルギー変換素子３２との接合面３１ｂには凹部３１ｄおよび凸部３１ｅが円周方向に沿って交互に形成されている。凹部３１ｄに接着剤３４が充填されて伝達部材３１と電気機械エネルギー変換素子３２が接合されている。
【００３０】
本実施の形態のアクチュエータ３０では、伝達部材３１の接合面３１ｂに「接着剤溜め」となる凹部３１ｄ形成されている。すなわち、伝達部材３１と電気機械エネルギー変換素子３２の接合面３１ｂにおいて、凹部３１ｄの部分は接着剤３４が厚く存在することになり、それ以外の部分では接着剤３４は薄く存在するか、或いは全く存在しない。
【００３１】
このように、本発明では凹部３１ｄの部分に接着剤３４を厚く充填することで、伝達部材３１と電気機械エネルギー変換素子３２の接着強度を確保し、それ以外の部分の接着剤３４の厚さを薄くして電気機械エネルギー変換素子３２の機械振動を効率的に伝達部材３１に伝えることを可能にしている。従って、本発明のアクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子３２の機械的変位に対する、移動体３６の移動反応速度を向上させることができる。
【００３２】
移動体３６の移動反応速度を向上させるために、伝達部材３１の電気機械エネルギー変換素子３２との接合面３１ｂに形成された凸部３１ｅが電気機械エネルギー変換素子３２上に直接接触していることが好ましい。
【００３３】
図２は図１に示されたアクチュエータ３０の部分分解斜視図である。
図２に示されるように、固定部材３３の電気機械エネルギー変換素子３２との接合部３３ａに凹部３３ｂが形成されており、凹部３３ｂに接着剤３５が厚く充填されて固定部材３３と電気機械エネルギー変換素子３２が接合されていることが好ましい。
【００３４】
凹部３３ｂの部分に接着剤３５を厚く充填することで、固定部材３３と電気機械エネルギー変換素子３２の接着強度を確保し、それ以外の部分の接着剤３５の厚さを薄くすることができる。これにより、電気機械エネルギー変換素子３２の機械振動を効率的に伝達部材３１に伝えることが可能になる。さらに、移動体３１の移動反応速度を向上させるために、固定部材３３の接合部３３ａの一部分が電気機械エネルギー変換素子３２上に直接接触していることが好ましい。
【００３５】
固定部材３３と電気機械エネルギー変換素子３２を接合するときには、固定部材３３の凹部３３ｂに接着剤を塗布して、固定部材３３と電気機械エネルギー変換素子３２をはりあわせる。
【００３６】
電気機械エネルギー変換素子３２と伝達部材３１を接合するときには、電気機械エネルギー変換素子３２の前端面（対向面）３２ａと伝達部材３１の接合面３１ｂを接触させたのち、凹部３１ｄに接着剤３４を充填していく。
【００３７】
なお、接着剤３４は光硬化型樹脂や熱硬化型樹脂性のものを用いることができる。とくに、光硬化及び熱硬化併用可能な樹脂性接着剤を用いることにより、伝達部材３１と電気機械エネルギー変換素子３２の光硬化による仮止め、熱硬化による完全接着の双方を一種類の接着剤で行えるので好ましい。接着剤３４の特性としては、弾性率が１０９Ｐａ以上、硬度が８５ショア硬度以上であることが好ましい。
【００３８】
図３（ａ）は、伝達部材３１の接合面３１ｂの平面図であり、図３（ｂ）は伝達部材３１の接合面３１ｂ付近の部分側面図である。図３（ａ）では、凹部３１ｄに斜線を引いてある。このように、本実施の形態では、筒状の伝達部材３１の内周面３１ｃから外周面３１ｆにかけて溝形状の凹部３１ｄが接合面３１ｂに形成されている。この凹部３１ｄが伝達部材３１の円周方向沿って一定の間隔をおいて複数個形成されている。凹部３１ｄの間が凸部３１ｅとなっている。凹部３１ｄの深さ寸法ｄ１は１０μｍから５０μｍである。
【００３９】
なお、凹部３１ｄの側面形状は四角形に限らず、三角形、半円形などであってもよい。
図４は、本発明の第２の実施の形態のアクチュエータを示す部分分解斜視図、図５（ａ）は伝達部材４１の接合面４１ｂの平面図、図５（ｂ）は伝達部材４１の接合面４１ｂ付近の部分側面図である。
【００４０】
本実施の形態のアクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子３２に接合する伝達部材４１の接合面４１ｂの構造が図１ないし図３に示されたアクチュエータと異なっている。図１ないし図３と同じ符号を付けられた電気機械エネルギー変換素子３２と固定部材３３は同じ構成のものである。なお、図４では移動体３６及び接着剤３４の図示を省略している。
【００４１】
本実施の形態でも、伝達部材４１は内周部４１ｃを有する中空状の円形筒体として構成されている。内周部４１ｃの直径寸法はＤ１で形成されている。図４に示す実施形態では、内周部４１ｃは、伝達部材４１の前端面４１ａから延びて接合面４１ｂまで連続して形成されている。接合面４１ｂが電気機械エネルギー変換素子３２の前端面（対向面）３２ａと接着剤３４を介して接合される。電気機械エネルギー変換素子３２の後端面３２ｂは、接着剤３５を介して固定部材３３の接合部３３ａに接合されて固定されている。
【００４２】
本実施の形態のアクチュエータ４０では、凸部４１ｅが筒状の伝達部材４１の内周面４１ｃの周囲を囲んでおり、凸部４１ｅの外周側が凹部４１ｄとなっている。図５（ａ）では凹部４１ｄを斜線部として表示している。
【００４３】
凹部４１ｄに接着剤が充填されて伝達部材４１と電気機械エネルギー変換素子３２が接合されている。
【００４４】
伝達部材４１の接合面４１ｂに「接着剤溜め」となる凹部４１ｄが形成されているので、伝達部材４１と電気機械エネルギー変換素子３２の接合面４１ｂにおいて、凹部４１ｄの部分は接着剤３４が厚く存在することになり、それ以外の部分では接着剤３４は薄く存在するか、或いは全く存在しない。
【００４５】
本実施の形態のように、伝達部材４１が筒状体であり、この筒状体の内周面４１ｃに図１の移動体３１と同様の移動体が摩擦力によって支持されているものであるときには、凸部４１ｅが内周面４１ｃの周囲を取り囲んでいると、凸部４１ｅが伝達部材４１と電気機械エネルギー変換素子３２を接合する接着剤をせき止めるので、接着剤が伝達部材４１の内周面４１ｃにはみ出すことを防ぐことができるので好ましい。
【００４６】
凹部４１ｄの部分に接着剤３４を厚く充填することで、伝達部材４１と電気機械エネルギー変換素子３２の接着強度を確保し、それ以外の部分の接着剤３４の厚さを薄くして電気機械エネルギー変換素子３２の機械振動を効率的に伝達部材４１に伝えることを可能にしている。従って、本発明のアクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子３２の機械的変位に対する、移動体の移動反応速度を向上させることができる。
【００４７】
移動体の移動反応速度を向上させるために、本発明では、伝達部材４１の電気機械エネルギー変換素子３２との接合面４１ｂに形成された凸部４１ｅが電気機械エネルギー変換素子３２上に直接接触していることが好ましい。
【００４８】
凹部４１ｄの深さ寸法ｄ２は１０μｍから５０μｍ、幅寸法ｔ３は筒の厚さｔ４の約１／２である。
【００４９】
図６（ａ）は本発明の第３の実施の形態のアクチュエータの伝達部材５１の接合面５１ｂの平面図、図５（ｂ）は伝達部材５１の接合面５１ｂ付近の部分側面図である。この伝達部材５１の接合面５１ｂに図１、図２に示されるような電気機械エネルギー変換素子３２が接着剤３４を介して接合され、伝達部材５１の内周面５１ｃ内に移動体３６が挿入され、電気機械エネルギー変換素子３２が固定部材３３に固定される。
【００５０】
本実施の形態でも、凸部５１ｅが、筒状体である伝達部材５１の内周面５１ｃの周囲を囲んでおり、さらに凸部５１ｅの一部分は伝達部材の５１の外周面５１ｆ方向に放射状に延びている。そして、接合面５１ｂの外周側に凹部５１ｄが円周方向に一定の間隔をおいて形成されている。図６（ａ）では凹部５１ｄを斜線部として表示している。
【００５１】
伝達部材５１の接合面５１ｂに「接着剤溜め」となる凹部５１ｄ形成されているので、伝達部材５１と電気機械エネルギー変換素子３２の接合面５１ｂにおいて、凹部５１ｄの部分は接着剤３４が厚く存在することになり、それ以外の部分では接着剤３４は薄く存在するか、或いは全く存在しない。
【００５２】
本実施の形態のように、伝達部材５１が筒状体であり、この筒状体の内周面５１ｃに図１の移動体３１と同様の移動体が摩擦力によって支持されているものであるときには、凸部５１ｅが内周面５１ｃの周囲を取り囲んでいると、凸部５１ｅが伝達部材５１と電気機械エネルギー変換素子３２を接合する接着剤をせき止めるので、接着剤が伝達部材５１の内周面５１ｃにはみ出すことを防ぐことができるので好ましい。
【００５３】
このように、凹部５１ｄの部分に接着剤３４を厚く充填することで、伝達部材５１と電気機械エネルギー変換素子３２の接着強度を確保し、それ以外の部分の接着剤３４の厚さを薄くして電気機械エネルギー変換素子３２の機械振動を効率的に伝達部材５１に伝えることを可能にしている。従って、本発明のアクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子３２の機械的変位に対する、移動体の移動反応速度を向上させることができる。
【００５４】
移動体の移動反応速度を向上させるために、伝達部材５１の電気機械エネルギー変換素子３２との接合面５１ｂに形成された凸部５１ｅが電気機械エネルギー変換素子３２上に直接接触していることが好ましい。
【００５５】
凹部５１ｄの深さ寸法ｄ３は１０μｍから５０μｍである。
図７は本発明の第４の実施の形態のアクチュエータの伝達部材３１、電気機械エネルギー変換素子６１、及びに固定部材３３の部分分解斜視図である。
【００５６】
本実施の形態では、電気機械エネルギー変換素子６１の伝達部材３１との対向面６１ａの幅寸法（直径）Ｄ４が、伝達部材３１の接合面３１ｂの幅寸法（直径）Ｄ３よりも大きくなっている。図８は伝達部材３１と電気機械エネルギー変換素子６１の接着剤３４による接着状態を示す部分側面図である。
【００５７】
図８に示されるように、電気機械エネルギー変換素子６１の伝達部材３１との対向面６１ａの幅寸法（直径）Ｄ４が、伝達部材３１の接合面３１ｂの幅寸法（直径）Ｄ３よりも大きくなっていると、伝達部材３１の外周面３１ｆと電気機械エネルギー変換素子６１の上面６１ａに、接着剤３４を充填することが可能になり、接着固定強度がさらに向上するので好ましい。
【００５８】
以下に、図９および図１０を用いて図１に示されたアクチュエータ３０の駆動動作について説明する。
【００５９】
まず、図９（ａ）に示す状態では、移動体３６の前端面３６ａが、固定部材３３の接合部３３ａから間隔Ｌ１０だけ離れて位置している。また、このとき、接合部３３ａから伝達部材３１の前端面３１ａまでの間隔はＬ２０である。またこのとき、移動体３６の前端面３６ａから伝達部材３１の前端面３１ａまでの間隔はＬ３０である。またこのとき、電気機械エネルギー変換素子３２の長手方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）における長さ寸法はＬ４０である。固定部材３３の接合部３３ａを基準位置とし、また図９（ａ）に示す状態を基準状態とする。また、この基準状態での電気機械エネルギー変換素子３２を変形前状態とする。この基準状態では、図１０（ａ）のＮｏ．１に示すように、電気機械エネルギー変換素子３２に印加される印加電圧がゼロとなっている。
【００６０】
次に図１０（ｂ）のＮｏ．２に示すように、電気機械エネルギー変換素子３２に対して電圧を急激に印加すると、図９（ｂ）に示すように、電気機械エネルギー変換素子３２が内周面３１ｃの長手方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）に、後記する図９（ｃ）における動作時の電気機械エネルギー変換素子３２の短縮変形速度よりも早い変形速度で急激に伸長変形し、長手方向における長さ寸法がＬ４０からＬ４１へと伸長する。このときの電気機械エネルギー変換素子３２を変形後状態とする。この電気機械エネルギー変換素子３２の急激な伸長変形に伴って、電気機械エネルギー変換素子３２に固定された伝達部材３１も固定部材３３から離れる方向（図示Ｙ１方向）に移動して、接合部３３ａから伝達部材３１の前端面３１ａまでの間隔は、Ｌ２０からＬ２１へと変化する。しかし、移動体３６は移動せずに、前端面３６ａが図９（ａ）に示す基準状態の時と同じ位置に留まったままである。したがって、移動体３６の前端面３６ａが、固定部材３３の接合部３３ａから間隔Ｌ１０だけ離れて位置している状態が維持される。また、移動体３６の前端面３６ａから伝達部材３１の前端面３１ａまでの間隔は、Ｌ３０からＬ３１へと短縮させられる。これは、電圧印加が急激なため、電気機械エネルギー変換素子３２の伸長変形が急激になされて、伝達部材３１の移動速度が大きくなり、伝達部材３１の内周面３１ｃと移動体３６の表面３６ｃとの間に生じている静止摩擦力に打ち勝って、伝達部材３１が、移動体３６の前端面３６ａ方向に移動するためである。
【００６１】
次に図１０（ｃ）のＮｏ．３に示すように、電気機械エネルギー変換素子３２に印加した電圧を徐々に緩やかに減少させると、図９（ｃ）に示すように、電気機械エネルギー変換素子３２が内周面３１ｃの長手方向に短縮変形し、この長手方向における長さ寸法Ｌ４１が、変形後状態の長さ寸法Ｌ４１から、変形前状態と同じ長さ寸法Ｌ４０に戻る。この電気機械エネルギー変換素子３２の短縮変形に伴って、電気機械エネルギー変換素子３２に固定された伝達部材３１も固定部材３３の方向（図示Ｙ２方向）に移動して、接合部３３ａから伝達部材３１の前端面３１ａまでの間隔が、Ｌ２１から基準状態と同じＬ２０へと変化する。このとき、印加電圧の減少が徐々に緩やかに行われるため、電気機械エネルギー変換素子３２の短縮変形も徐々に、図９（ｂ）における動作時の電気機械エネルギー変換素子３２の伸長変形速度よりも遅い変形速度で緩やかになされる。したがって、伝達部材３１の移動も徐々に緩やかに行われるため、伝達部材３１の内周面３１ｃと移動体３６の表面３６ｃとの間に生じている静止摩擦力によって、移動体３６が、伝達部材３１とともに固定部材３３方向に移動させられる。このとき、移動体３６と伝達部材３１との相対位置は変化せず、移動体３６の前端面３６ａと伝達部材３１の前端面３１ａとの間隔は、図９（ｂ）に示す状態と同じＬ３１のままである。このように、移動体３６が、伝達部材３１とともに電気機械エネルギー変換素子３２方向へ移動するため、移動体３６の前端面３６ａと接合部３３ａとの間隔がＬ１０からＬ３１に短縮させられる。
【００６２】
これらの行程を繰り返すことにより、移動体３６を図示Ｙ２方向に移動させることができる。また、電気機械エネルギー変換素子３２に図１０（ｄ）に示されるのこぎり波形状の電圧を印加すると移動体３６を図示Ｙ１方向に移動させることができる。
【００６３】
図１ないし３に示されるように、アクチュエータ３０には、伝達部材３１の接合面３１ｂに「接着剤溜め」となる凹部３１ｄ形成されている。凹部３１ｄに接着剤３４を厚く充填することで、伝達部材３１と電気機械エネルギー変換素子３２の接着強度を確保し、それ以外の部分の接着剤３４の厚さを薄くすることにより、図９（ａ）状態から図９（ｂ）状態に移行するとき、及び図９（ｂ）状態から図９（ｃ）状態に移行するときの電気機械エネルギー変換素子３２の機械的変位を効率的に伝達部材３１に伝えることを可能にしている。従って、電気機械エネルギー変換素子３２の機械的変位に対する、移動体３６の移動反応の遅れが低減する。すなわち移動体３６の移動反応速度を向上させることができる。
【００６４】
また、本発明のように、伝達部材３１に凹部３１ｄが形成されると、アクチュエータ３０のアドミッタンスが増加する。すなわち、強度が増加する。さらに、伝達部材３１に凹部３１ｄが形成されると、アクチュエータ３０の共振周波数が高くなり、アクチュエータを高い周波数で駆動することが容易になる。
【００６５】
なお、接着剤溜りとなる凹部を電気機械エネルギー変換素子３２、６１に形成してもよい。しかし、電気機械エネルギー変換素子３２、６１の電気機械エネルギー変換特性を維持するためには、電気機械エネルギー変換素子３２、６１の前端面及び後端面は平面である方が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態のアクチュエータを示す斜視図、
【図２】図１に示されるアクチュエータの部分分解図、
【図３】（ａ）図１に示されるアクチュエータの伝達部材の平面図、（ｂ）図１に示されるアクチュエータの伝達部材の部分側面図、
【図４】本発明の第２の実施の形態のアクチュエータの部分分解図、
【図５】（ａ）図４に示されるアクチュエータの伝達部材の平面図、（ｂ）図４に示されるアクチュエータの伝達部材の部分側面図、
【図６】（ａ）本発明の第３の実施の形態のアクチュエータの伝達部材の平面図、（ｂ）本発明の第３の実施の形態のアクチュエータの伝達部材の部分側面図、
【図７】本発明の第４の実施の形態のアクチュエータの部分分解図、
【図８】図７に示されるアクチュエータの部分分解図、
【図９】（ａ）は図１に示すアクチュエータの駆動状態を図１に示す符号Ｘ１方向から見た矢視図、（ｂ）は（ａ）の次の駆動状態を示す矢視図、（ｃ）は（ｂ）の次の駆動状態を示す矢視図、
【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）図１に示すアクチュエータに印加する電圧波形を示す図、
【図１１】従来のアクチュエータの斜視図、
【図１２】（ａ）は図１１に示すアクチュエータの駆動状態を図１１に示す符号Ｘ１方向から見た矢視図、（ｂ）は（ａ）の次の駆動状態を示す矢視図、（ｃ）は（ｂ）の次の駆動状態を示す矢視図、
【符号の説明】
【００６７】
３０ アクチュエータ
３１ 伝達部材
３１ｂ 接合面
３１ｄ 凹部
３１ｅ 凸部
３２ 電気機械エネルギー変換素子
３３ 固定部材
３４ 接着剤
３６ 移動体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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